２．ファジィ倒立振子制御

２−１．ファジィ振り上げ倒立振子

　ファジィ振り上げ倒立振子は、机に固定したモ−タ軸にア−ムを取付、その先端に取り付けたセンサ軸に取り付けた振子を振り上げ倒立状態でバランスを取り、安定させようとするもので、従来は現代制御理論に基づき、その系のモデルを運動方程式（非線形微分方程式）で表現し、さらに振子の傾斜角が微小であると仮定する事で、線形微分方程式に変換し、得られたモデルによって制御させようとするもので、物理や数学、制御理論の知識が当然の事必要となります。

　一方ファジィでの制御を考える場合は、人間の経験則では振子を振る、振子を振り上げる、振り上がった振子を受けとめる、倒立した振子を倒れないように支える、振子をほぼ真ん中で立たせるといった事は、普通の人であれば数学的知識がなくても可能で、もし上手に出来なければその経験を得る努力をすれば可能となります。

　この装置では入力情報として、振子角度（前件部１）、振子角速度（前件部２）、ア−ム速度（前件部３）の３つを使用しています。出力（後件部）はモ−タの正逆転、及び速度信号として出力されます。　即ち、３入力−１出力　位置形ファジィ制御で構成されています。

　

２−２．制御演算ブロック

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　

２−３．ファジィ制御ル−ル

　上図は振り上げ倒立振子のルール画面です。３入力１出力位置型ファジィ制御を行います。

　

２−４．ファジィル−ルの説明

２−４−１．記号説明

　ＮＢ：Negative Big、ＮＭ：Negative Medium、ＮＳ：Negative Small、ＰＢ：Positive Big、ＰＭ：Positive Medium，ＰＳ：Positive Small、ＺＲ：Zero

Ｎは左を表し、Ｐは右を表す

　

２−４−２．振子を立たせる

　ル−ルＮｏ１〜３が使用され、振子が傾いた方向へア−ムを動かします。

　ル−ルＮｏ４，５は振子を立たせようとア−ムが追いかけ始めた場合、より早くア−ムを動かします。

　

２−４−３．振子を振る

　ル−ルＮｏ６，７は振子が垂れ下がっている場合、振子の位置とは反対にア−ムを動かします。

　

２−４−４．振り上がった振子を受けとめる

　ル−ルＮｏ９，１０は振子が振り上がってきた方向にア−ムを逃がし振子を受けとめ、ル−ルＮｏ８，１１は振子が振り上がりなお同じ方向に倒れようとするのを防ぎます。

　

２−５．ファジィ制御表示ダイアログ

　画面上メニュ−の「制御表示」をクリックすると制御表示モ−ドレスダイアログ が表示されます。

　上図は実際に振子を振り、振り上がった振子を受け止め、ほぼ真ん中でバランスした様子が、グラフ上に表示されています。